本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)方法，在壓電電機的定子和轉(zhuǎn)子之間施加預(yù)緊力之后，通過電致伸縮材料在定子和轉(zhuǎn)子的軸向方向的逆壓電效應(yīng)伸縮變形，調(diào)整定子和轉(zhuǎn)子之間的壓緊力。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了能實現(xiàn)上述調(diào)節(jié)方法的多種調(diào)節(jié)裝置。本發(fā)明專利技術(shù)通過對電致伸縮材料施加不同波形或大小的電壓信號，可在電機工作過程中對定子和轉(zhuǎn)子間的壓緊力大小進行實時調(diào)節(jié)，并可用于電機的速度及力矩控制中。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及壓電電機
，具體涉及一種壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)方法及其調(diào)節(jié)裝置。
技術(shù)介紹
壓電電機是一種新型原理的驅(qū)動電機，不同于傳統(tǒng)的電磁電機，它是利用電致伸縮材料(如壓電陶瓷PZT等)的逆壓電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)換為機械能的一種機電能量轉(zhuǎn)換裝置。壓電電機有多種形式，包括利用外加電場產(chǎn)生剛性位移的方式和利用交變電場導(dǎo)致機械諧振產(chǎn)生位移的方式(壓電超聲電機)。壓電超聲電機是利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為彈性體(定子)的超聲頻微觀振動，并通過摩擦將振動轉(zhuǎn)換成運動體(轉(zhuǎn)子或動子)的宏觀運動(轉(zhuǎn)動或移動)。目前，壓電超聲電機已有成熟的產(chǎn)品和成功的應(yīng)用。在各種壓電電機，特別是壓電超聲電機中，定子和轉(zhuǎn)子(或動子)之間的預(yù)緊力對超聲電機定子振動特性及電機整體性能都有重要影響。預(yù)緊力大小不但對超聲電機定子的共振頻率、振子邊緣的振幅及振動速度有較大的影響，而且對電機的輸出轉(zhuǎn)矩、效率、噪聲及速度等有重要影響。但目前超聲電機預(yù)壓力的調(diào)整一般是采用人工手動調(diào)整的方法進行，無法保證預(yù)緊力的準(zhǔn)確大小，往往不能滿足裝配精度高的地方。特別地，超聲電機裝配完成后在工作過程中定子和轉(zhuǎn)子之間的壓緊力是無法進行自動調(diào)節(jié)的，如果要再次調(diào)整壓緊力大小，多數(shù)需要打開電機的外殼用人工方法手動調(diào)整。由于超聲電機在運行過程中，隨著使用時間的增加以及摩擦磨損、負載等的變化，電機的定子和轉(zhuǎn)子之間的壓緊力大小也會發(fā)生變化，從而影響到電機的性能穩(wěn)定。而為了使電機輸出性能最優(yōu)，應(yīng)將電機定子和轉(zhuǎn)子間的壓緊力實施實時控制。另外，有些時候在對壓電超聲電機進行速度及力矩等控制時，也需要對定子和轉(zhuǎn)子之間的壓緊力進行實時控制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)方法，通過對電致伸縮材料施加不同波形或大小的電壓信號，可在電機工作過程中對定子和轉(zhuǎn)子間的壓緊力大小進行實時調(diào)節(jié)，并可用于電機的速度及力矩控制中。本專利技術(shù)的另一目的在于提供能實現(xiàn)上述調(diào)節(jié)方法的多種調(diào)節(jié)裝置。本專利技術(shù)的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)本壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)方法，在壓電電機的定子和轉(zhuǎn)子之間施加預(yù)緊力之后，通過電致伸縮材料在定子和轉(zhuǎn)子的軸向方向的逆壓電效應(yīng)伸縮變形，調(diào)整定子和轉(zhuǎn)子之間的壓緊力。作為一種優(yōu)選，所述電致伸縮材料為壓電陶瓷疊堆，壓電陶瓷疊堆的結(jié)構(gòu)為圓環(huán)結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)方法可以有多種實現(xiàn)過程1、電致伸縮材料直接與定子接觸，對電致伸縮材料施加電壓，電致伸縮材料在定子和轉(zhuǎn)子的軸向方向的產(chǎn)生伸縮變形，電致伸縮材料變形后直接作用于定子，定子作用于轉(zhuǎn)子。2、電致伸縮材料與定子之間設(shè)置彈簧，對電致伸縮材料施加電壓，電致伸縮材料在定子和轉(zhuǎn)子的軸向方向的產(chǎn)生伸縮變形，電致伸縮材料變形后作用于彈簧，彈簧作用于定子，定子作用于轉(zhuǎn)子。3、電致伸縮材料直接與轉(zhuǎn)子接觸，對電致伸縮材料施加電壓，電致伸縮材料在定子和轉(zhuǎn)子的軸向方向的產(chǎn)生伸縮變形，電致伸縮材料變形后直接作用于轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子作用于定子。4、電致伸縮材料與轉(zhuǎn)子之間設(shè)置彈簧，對電致伸縮材料施加電壓，電致伸縮材料在定子和轉(zhuǎn)子的軸向方向的產(chǎn)生伸縮變形，電致伸縮材料變形后作用于彈簧，彈簧作用于轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子作用于定子。調(diào)節(jié)方法的調(diào)節(jié)裝置可以有多種實現(xiàn)結(jié)構(gòu)1、定子和轉(zhuǎn)子套在轉(zhuǎn)軸上,定子和轉(zhuǎn)子接觸，定子與基座固定連接，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸固定連接，電致伸縮材料通過蝶形彈簧頂著定子。2、定子與基座固定連接，轉(zhuǎn)軸上依次固定套有導(dǎo)電滑環(huán)、電致伸縮材料、蝶形彈簧、轉(zhuǎn)子、套筒、軸承和軸承擋圈，定子和轉(zhuǎn)子接觸。3、定子與基座固定連接,外殼內(nèi)部裝有電致伸縮材料和推力軸承,推力軸承頂著轉(zhuǎn)軸，蝶形彈簧和轉(zhuǎn)子固定安裝在轉(zhuǎn)軸上，定子和轉(zhuǎn)子接觸。4、外殼上裝有預(yù)緊螺母，預(yù)緊螺母頂著彈簧，彈簧頂著電致伸縮材料，電致伸縮材料通過軸承頂著轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子固定安裝在轉(zhuǎn)軸上，定子與基座固定連接，定子和轉(zhuǎn)子接觸。本專利技術(shù)相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點本壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)方法，通過對電致伸縮材料施加不同波形或大小的電壓信號，電致伸縮材料在定子和轉(zhuǎn)子的軸向方向的產(chǎn)生伸縮變形，所加電壓不同，變形量也不同，電致伸縮材料的變形直接或者間接作用于定子或者轉(zhuǎn)子，使定子與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生擠壓，這樣就可以在不拆開機殼的情況下調(diào)節(jié)兩者的壓緊力，甚至在電機運轉(zhuǎn)過程中，同樣可以對定子和轉(zhuǎn)子間的壓緊力大小進行實時調(diào)節(jié)，并可用于電機的速度及力矩控制中。此調(diào)節(jié)方法實際上是對定子和轉(zhuǎn)子之間壓緊力的二次調(diào)節(jié)，因為在電機裝配過程中，技術(shù)工人已經(jīng)通過調(diào)節(jié)螺母等對定子和轉(zhuǎn)子施加了初步預(yù)緊力。 本壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)方法適用于一般的壓電電機、壓電超聲電機和直線型的壓電電機。附圖說明圖1是本專利技術(shù)調(diào)節(jié)方法的第I種實施案例示意圖；圖2是本專利技術(shù)調(diào)節(jié)方法的第2種實施案例示意圖；圖3是本專利技術(shù)調(diào)節(jié)方法的第3種實施案例示意圖；圖4是本專利技術(shù)調(diào)節(jié)方法的第4種實施案例示意圖；圖5是本專利技術(shù)調(diào)節(jié)方法的第5種實施案例示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)作進一步說明。實施例1 :如圖1所示的壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)裝置。圖中各標(biāo)號名稱11_預(yù)緊螺釘；12-彈性墊片；13-彈性墊；14_轉(zhuǎn)軸；15_螺釘；16-碟形彈簧；17_轉(zhuǎn)子；18_外殼；19-定子；111-基座；113-壓電陶瓷疊堆；114-軸承；115-軸承擋圈；116-套筒。轉(zhuǎn)子17通過螺釘15與轉(zhuǎn)軸14相連，定子19安裝在基座111上，通過預(yù)緊螺釘11、彈性墊13、及碟形彈簧16可人工對電機的定子19和轉(zhuǎn)子17施加初步的預(yù)緊力。裝配完成后則可依靠壓電陶瓷疊堆113，并通過碟形彈簧16改變電機定子19和轉(zhuǎn)子17間的壓緊力大小。圖1中壓電陶瓷疊堆113安裝在定子19 一側(cè)。壓電陶瓷疊堆113的結(jié)構(gòu)為圓環(huán)結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)方法是對壓電陶瓷疊堆113施加電壓，壓電陶瓷疊堆113在定子19和轉(zhuǎn)子17的軸向方向的產(chǎn)生伸縮變形，壓電陶瓷疊堆113變形后作用于碟形彈簧16，碟形彈簧16擠壓定子19，定子19作用于轉(zhuǎn)子17。實施例2:如圖2所示的調(diào)節(jié)裝置，圖中各標(biāo)號名稱21_軸承；22_轉(zhuǎn)軸；23_螺釘；24_外殼；25_轉(zhuǎn)子；26_定子；28_彈性墊；29_碟形彈簧；210_壓電陶瓷疊堆；213_軸承擋圈；214-套筒；215_基座。轉(zhuǎn)子25通過螺釘23固定在轉(zhuǎn)軸22上，定子26安裝在基座215上。通過螺釘27、彈性墊28，軸承21可人工對電機的定子26和轉(zhuǎn)子25施加初步的預(yù)緊力，即通過擰緊螺釘27來調(diào)節(jié)預(yù)緊力大小。裝配完成后可依靠壓電疊堆210，并通過碟形彈簧29改變電機定子26和轉(zhuǎn)子25間的壓緊力大小。圖2中壓電陶瓷疊堆210安裝在定子26 —側(cè)。調(diào)節(jié)方法為對壓電陶瓷疊堆210施加電壓，壓電陶瓷疊堆210在定子26和轉(zhuǎn)子25的軸向方向的產(chǎn)生伸縮變形，壓電陶瓷疊堆210變形后作用于碟形彈簧29，碟形彈簧29擠壓定子26，定子26作用于轉(zhuǎn)子25。實施例3 如圖3所示的調(diào)節(jié)裝置，圖中各標(biāo)號名稱31_電機外殼；32_壓電陶瓷疊堆；33-導(dǎo)電滑環(huán)；34_轉(zhuǎn)軸；35_碟形彈簧；36_螺釘；37_轉(zhuǎn)子；39_定子；311_軸承；312_軸承擋圈；313_套筒；314_基座。轉(zhuǎn)子37由螺釘36固定于轉(zhuǎn)軸34上，定子39由螺釘36固定于基座314上。導(dǎo)電滑環(huán)33的內(nèi)環(huán)與壓電陶瓷疊堆32相連，壓電本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)方法，其特征在于：在壓電電機的定子和轉(zhuǎn)子之間施加預(yù)緊力之后，通過電致伸縮材料在定子和轉(zhuǎn)子的軸向方向的逆壓電效應(yīng)伸縮變形，調(diào)整定子和轉(zhuǎn)子之間的壓緊力。
【技術(shù)特征摘要】
1.壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)方法，其特征在于:在壓電電機的定子和轉(zhuǎn)子之間施加預(yù)緊力之后，通過電致伸縮材料在定子和轉(zhuǎn)子的軸向方向的逆壓電效應(yīng)伸縮變形，調(diào)整定子和轉(zhuǎn)子之間的壓緊力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)方法，其特征在于:所述電致伸縮材料為壓電陶瓷疊堆，壓電陶瓷疊堆的結(jié)構(gòu)為圓環(huán)結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)方法，其特征在于:所述電致伸縮材料直接與定子接觸，對電致伸縮材料施加電壓，電致伸縮材料在定子和轉(zhuǎn)子的軸向方向的產(chǎn)生伸縮變形，電致伸縮材料變形后直接作用于定子，定子作用于轉(zhuǎn)子。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)方法，其特征在于:所述電致伸縮材料與定子之間設(shè)置彈簧，對電致伸縮材料施加電壓，電致伸縮材料在定子和轉(zhuǎn)子的軸向方向的產(chǎn)生伸縮變形，電致伸縮材料變形后作用于彈簧，彈簧作用于定子，定子作用于轉(zhuǎn)子。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電電機定轉(zhuǎn)子間壓緊力的調(diào)節(jié)方法，其特征在于:所述電致伸縮材料直接與轉(zhuǎn)子接觸，對電致伸縮材料施加電壓，電致伸縮材料在定子和轉(zhuǎn)子的軸向方向的產(chǎn)生伸縮變形，電致伸縮材料變形后直接作用于...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張南峰，張震坤，張建瓴，黎杰，于善虎，王歡，葉鳴，劉揚東，劉建瓴，司念朋，許昕，張振光，
申請(專利權(quán))人：張南峰，
類型：發(fā)明
國別省市：
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